CN101829668B - 利用循环流化床锅炉灰渣生产高强度复合灰的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用循环流化床锅炉灰渣生产高强复合灰的工艺，包括以下步骤：(1)向循环流化床锅炉灰渣中添加石灰石和粘土，其中，石灰石的添加量为灰渣质量的7％～12％，粘土的添加量为灰渣质量的12％～14％；(2)将上述混合物置于高温炉膛中进行燃烧脱硫，生成粉煤灰，用电除尘器收集；(3)向粉煤灰中添加氯化钙，添加量为粉煤灰质量的0.5％～1.2％，然后进入球磨机研磨至20微米以下，即得高强复合灰。本发明的工艺的优点如下：一方面，减少了脱硫二氧化碳的排放量，另一方面，脱硫后得到的粉煤灰添加氯化钙后，形成高强复合灰，其强度高、硬化时间好，可广泛用于民用建筑。

Description

利用循环流化床锅炉灰渣生产高强度复合灰的工艺
技术领域
本发明涉及一种利用循环流化床锅炉灰渣生产高强度复合灰的工艺。
背景技术
众所周知，循环流化床锅炉脱硫灰的处理，是热电企业的一大难题。因为循环流化床锅炉脱硫灰的SO3和f-CaO(活性氧化钙)非常高，所以在水泥生产应用中受到限制，除少部分用作水泥添加剂外，大多只作一些较简单的利用，如制砖、铺路和填土等。由于利用量有限，不仅花费大量人力、物力和财力进行倒运、存放，还容易对周围环境造成二次污染。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种利用循环流化床锅炉灰渣生产高强度复合灰的工艺，既解决了循环流化床锅炉灰渣难处理的难题，又充分利用了资源。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用循环流化床锅炉灰渣生产高强度复合灰的工艺，包括以下步骤：
(1)向循环流化床锅炉灰渣中添加石灰石和粘土，其中，石灰石的添加量为灰渣质量的7％～12％，粘土的添加量为灰渣质量的12％～14％；
(2)将上述混合物置于高温炉膛中进行燃烧脱硫，生成粉煤灰，用电除尘器收集；
(3)向粉煤灰中添加氯化钙，添加量为粉煤灰质量的0.5％～1.2％，然后进入球磨机研磨至20微米以下，即得高强复合灰。
本发明的原理如下：
循环流化床锅炉灰渣在高温炉膛内燃烧，产生二氧化硫和三氧化硫。
灰渣燃烧产生的二氧化硫与石灰石分解产生的氧化钙反应，生成亚硫酸钙，亚硫酸钙与氧气反应，生成硫酸钙，这样，即可达到脱硫目的，反应式如下：
CaCO3＝CaO+CO2；
CaO+SO2＝CaSO3；
2CaSO3+O2＝2CaSO4。
现有技术中，为了保证脱硫效果，钙硫比通常控制在2.5％以上，其氧化钙的利用率只有30％左右，反应后，还存在大量未反应的氧化钙，造成f-CaO含量高。为解决此问题，本发明还向灰渣中添加了粘土。
粘土的主要矿物成分是高岭石(AL2O3.2SiO2.H2O)，在炉内反应如下：
AL2O3.2SiO2.H2O＝Al2O3+2SiO2+H2O；
Al2O3+3SO3＝Al2(SO4)3。
高岭石中氧化铝的利用率高，可达50％。
本发明向灰渣中添加了粘土后，由于投入石灰石的量相对降低，减少了粉煤灰中未反应的氧化钙含量，从而使f-CaO含量降低，有利于粉煤灰中氧化钙的水化安定性的提高；另外，粉煤灰中活性SiO2和活性Al2O3含量增加，减少了粉煤灰的硬化时间。
得到粉煤灰后，添加促凝剂氯化钙(可促进水泥的硬化)，通过球磨机提高粉煤灰的细度，便使水泥颗粒的表面积增大，水泥的硬化速度增快，早期强度高。
本发明的工艺的优点如下：一方面，减少了脱硫二氧化碳的排放量，灰分增加排烟损失率增加+1.3％左右，灰渣中含碳量的减低可减少机械不完全燃烧损失-1.4％左右，现有技术：灰渣含碳量7.2％，锅炉标煤产汽量8.4吨；采用本发明的工艺实施后：灰渣含碳量3.6％，锅炉标煤产汽量8.5吨，对锅炉热效率影响不大。另一方面，脱硫后得到的粉煤灰添加氯化钙后，形成高强复合灰，其强度高、硬化时间好，可广泛用于民用建筑，目前，已在市场公开销售，供不应求。本发明从根本上解决了粉煤灰处理难的问题，取得了良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1一种利用循环流化床锅炉灰渣生产高强复合灰的工艺，包括以下步骤：
(1)向循环流化床锅炉灰渣中添加石灰石和粘土，其中，石灰石的添加量为灰渣质量的10％，粘土的添加量为灰渣质量的13％；
(2)将上述混合物置于高温炉膛中进行燃烧脱硫，生成粉煤灰，用电除尘器收集；
(3)向粉煤灰中添加氯化钙，添加量为粉煤灰质量的0.8％，然后进入球磨机研磨至20微米以下，即得高强复合灰。
实施例2一种利用循环流化床锅炉灰渣生产高强复合灰的工艺，包括以下步骤：
(1)向循环流化床锅炉灰渣(500kg)中添加石灰石和粘土，其中，石灰石的添加量为灰渣质量的12％，粘土的添加量为灰渣质量的12％；
(2)将上述混合物置于高温炉膛中进行燃烧脱硫，生成粉煤灰，用电除尘器收集；
(3)向粉煤灰中添加氯化钙，添加量为粉煤灰质量的1.2％，然后进入球磨机研磨至20微米以下，即得高强复合灰。
实施例3一种利用循环流化床锅炉灰渣生产高强复合灰的工艺，包括以下步骤：
(1)向循环流化床锅炉灰渣(300kg)中添加石灰石和粘土，其中，石灰石的添加量为灰渣质量的7％，粘土的添加量为灰渣质量的14％；
(2)将上述混合物置于高温炉膛中进行燃烧脱硫，生成粉煤灰，用电除尘器收集；
(3)向粉煤灰中添加氯化钙，添加量为粉煤灰质量的0.5％，然后进入球磨机研磨至20微米以下，即得高强复合灰。
实验硬化抗压强度试验
试验材料：采用现有工艺处理的循环流化床锅炉脱硫灰；该工艺制备的高强度复合灰(实施例1制备)。
试验方法：取200克的试验材料和100毫升水混合，用300W搅拌机混合均匀，装入20ml×20ml×20ml的试模中，振动密实成型，放入40℃、相对湿度为90％-95％的箱中养护24小时，一天后拆模，继续在该养护条件下养护到3天、7天，取出并测定其力学强度，测定结果如表1所示。
试验结论：本发明的工艺制备的高强度复合灰较现有工艺得到的脱硫灰，硬化时间缩短，抗压强度大。
表1
Figure GSA00000137135000031

Claims (2)

1.一种利用循环流化床锅炉灰渣生产高强度复合灰的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向循环流化床锅炉灰渣中添加石灰石和粘土形成混合物，其中，石灰石的添加量为灰渣质量的7％～12％，粘土的添加量为灰渣质量的12％～14％；
(2)将上述混合物置于高温炉膛中进行燃烧脱硫，生成粉煤灰，用电除尘器收集；
(3)向粉煤灰中添加氯化钙，添加量为粉煤灰质量的0.5％～1.2％，然后进入球磨机研磨至20微米以下，即得高强度复合灰。
2.根据权利要求1所述的一种利用循环流化床锅炉灰渣生产高强度复合灰的工艺，其特征在于：所述高温炉膛内的温度为900～920℃。
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